硒的生物学功能及其在乳仔猪中的应用进展

戴五洲，郑云林

（江西农业大学动物科学技术学院，江西 南昌 330045）

自从1817年瑞典学者Berzelius 发现微量元素硒开始，人们认识它已经快200年了。但在最初很长的一段时间里，人们对微量元素硒的生物学功能认识并不是很清楚。而是经过一次又一次的重大事件才促使人们加速对微量元素硒的研究认识。20世纪30年代初，人们发现硒的摄取过量会导致“碱毒病”的发生；60年代，人们使用添加适量的硒来治疗动物的缺硒病；70年代，我国克山病被医学工作者发现是由缺硒所产生的，并且用硒来防治此病取得了良好的效果；直到1973年硒被联合国所重视承认，并向世人宣称“硒是生命的必需,硒是生命的火种”。越来越多的人认为动物有些疾病的发生、动物的生长发育以及繁殖都可能与体内硒的缺乏有关；且硒作为目前认识最新的一种微量元素在医学和营养学上被人们熟知研究。

20世纪60年代人们对硒开始进行系统的研究，并于1973年在动物体内发现了第一个含硒酶,正因如此，促使人们对硒在生物化学上的进一步研究。至今为止，人们已发现多种含硒酶且硒为酶所必需的物质；在此基础上人们逐渐分离出了一系列含硒蛋白，同时科学工作者们正努力研究其生物学功能。由于硒代半胱氨酸密码子UGA 的发现,更为硒的生物化学研究带来前所未有的动力。

1 硒的分布及吸收

1.1 硒在土壤中的分布

据有关测定发现，硒在土壤中分布是不均匀的。依据硒的含量差异,在自然界中可分为独立硒矿床(Se≥0.05 mg/g)、伴生硒矿床、富硒地区(牧草饲料Se≥0.05mg/kg)和贫硒地区（牧草饲料Se≤0.05mg/kg）（苏晓云，1998）。另有作者吴耀明指出：硒在地壳中的丰度为0.05～0.09mg/kg,在土壤中硒平均含量为0.2mg/kg，而岩石中硒的平均含量为0.09mg/kg。世界上硒的分布是不均匀的，且缺硒地区明显多于富硒地区。有研究指出地球土壤中的含硒范围在0.1～2.0mg/kg,在我国土壤中硒的含量范围为0.006～9.130mg/kg,平均值为0.29mg/kg。虽然湖北省恩施州被誉为“世界硒都”，也有世界上唯一独立的硒矿床，是名副其实的富硒地区；但我国绝大数地区都属于硒含量偏低，显著低于世界平均硒含量。我国是世界上公认的缺硒大国。同时据研究发现，不同种类的植物中硒的含量是有差异的，且一般分布排序有：乔木＞灌木＞裸子植物＞被子植物＞双子叶植物＞单子叶植物[1]。由此可知在动物饲料中由植物所提供的硒远远不够动物所需量，所以要在饲料中额外的添加硒才能满足动物生产代谢所需。

1.2 硒在动物体内的分布

硒是动物体所必需的微量元素，分布于动物体所有的组织和细胞当中。不同组织及饲喂硒水平不同各组织中硒含量会有所差异。在骨骼肌中硒的含量要低于肌肉中心肌，经学者研究发现，在动物脂肪组织、血液、骨骼中硒含量会相对较低于肝脏、肾脏、胰脏、毛发中的硒含量。各组织中的硒不会平均分布于细胞中。如在肾皮质中，硒不是平均分布于细胞当中的，而是有75%左右分布于细胞核；而在肝脏细胞中硒是平均分布的。当然动物体内硒含量水平与饲料中添加不同的硒源也有较大的关系，李星研究表明：在饲料中添加DL－硒代蛋氨酸与亚硒酸钠，DL－硒代蛋氨酸组中母猪及后代乳猪血清、乳猪胸腺、甲状腺、肝脏、肾脏、胰脏、肌肉组织、初乳及常乳的硒水平要显著高于亚硒酸钠组（P＜0.05）[2]。

1.3 硒的吸收

通过同位素测定发现，硒的主要吸收场所在十二指肠，被吸收的硒进入血液后通过血液循环运送到全身的各个组织器官当中。硒在血浆当中开始是由白蛋白运输，然后才转入到球蛋白当中。硒在动物体内的吸收与不同硒源有很大程度的关系，实验发现纳米硒的吸收效果最佳且毒害作用相对较低，有机硒的吸收效果要显著好于无机硒但低于纳米硒，单质硒基本上很难被动物吸收利用。施力光等研究表明，与添加亚硒酸钠相比，添加纳米硒可以提高动物体组织中硒的含量，同时与有机硒相比，组织中硒的含量也有增加的趋势[3]。同时有研究表明，硒的吸收也与动物的种类有关，单胃动物对硒的吸收效果要好于反刍动物，这就是在养殖过程中发现反刍动物更易缺硒的原因了。

2 硒的生物学功能

2.1 硒的抗氧化功能

硒被动物吸收后，无论其在动物体内以何种形式存在，研究表明硒在动物发挥作用的形式都是硒蛋白。在哺乳动物中人们已经证实有超过25种以上的硒蛋白，并且大多数硒蛋白在参与动物体内的抗氧化功能中发挥出重要的作用，如谷胱甘肽过氧化物酶（GSH－Px）、硫氧还蛋白还原酶（TrxR）、硒蛋白W（SelW）等。

谷胱甘肽过氧化物酶(GSH－Px)是动物体内重要的抗氧化酶。自从1973年硒被Roetrck 证实它是GSH－Px 活性中心重要的组成成分，论证了硒在动物体内最重要的生物学功能了。机体内的还原型谷胱甘肽反应生成氧化型谷胱甘肽需要GSH－Px 的催化，同时在动物体内一些有毒的过氧化物变成无毒的水和醇也需要GSH－Px 的催化作用。动物机体内存在大量的不饱和脂肪酸，如果这些不饱和脂肪酸受到体内游离的强氧化物时，会发生过氧化物反应生成过氧化物影响动物机体健康。耿忠诚等研究表明，日粮中添加 0.3、0.5mg/kg 水平的硒能在一定程度上提高断奶仔猪的抗氧化能力，纳米硒优于酵母硒和亚硒酸钠，纳米硒以0.5mg/kg 添加量的效果较好,说明硒可以增强能机体的抗氧化功能[4]。

2.2 硒增强机体的免疫功能

动物机体的免疫系统包括非特异性免疫、细胞免疫和体液免疫，免疫系统对保护动物机体健康有着不可或缺的作用。硒对动物机体免疫系统也存在这三个方面的影响，即非特异性免疫、细胞免疫和体液免疫。当机体硒的含量低于正常水平时，机体免疫功能大大的降低，影响动物的健康。缺硒导致机体免疫功能降低包括吞噬细胞数量减少、细胞免疫机能降低、抗体的生成能力降低等。有研究表明，体液免疫和细胞免疫功能的降低与机体体内硒的缺乏有关[5]。狗在缺硒的情况下机体免疫功能下降，补充适量的硒至正常水平，可恢复机体产生免疫球蛋白的数量。

硒能增强动物机体的免疫功能，但不同的硒来源增强动物机体免疫效果是不相同的。胡彩虹等研究发现，猪日粮中添加纳米硒能够显著提高血清IgG、IgM、抗体生成细胞数等活性（P＜0.05）；与亚硒酸钠组相比，纳米硒添加量为0.4～1mg/kg时，各项指标显著提高（P＜0.05），表明纳米硒可以提高动物体的免疫能力，尤其是非特异性免疫；作用机制是通过提高关键物质的含量以及活性来实现，在一定浓度时，效果显著高于普通的亚硒酸钠（P＜0.05）[6]。

2.3 硒的促生长功能

从发现硒开始，科学家就开始研究硒的相关生物学功能。并且一直把硒作为一种重要的食源性抗氧化剂来对待，这种观点持续了很长一段时间。渐渐地人们意识到动物机体的相关酶活性降低，氧自由基清除受阻，机体免疫功能下降等一系列问题都与硒的缺乏有一定的关系。近年来通过实验证实在促进动物机体生长方面硒也发挥着重要的功能，日粮中亚硒酸钠添加量在0～0.2mg/kg 的范围内，仔猪生长性能与添加量呈正比关系，添加量在0.2～0.5 mg/kg 的范围内生产性能最高；添加量在1.0mg/kg时仔猪生长性能要显著低于0.2～0.4 mg/kg 的添加水平。

在动物需要补硒的合理范围内，添加一定量的硒水平能有效的促进动物的生长，且不同硒源对动物生长的影响存在差异但不显著。耿忠诚等研究表明日粮中添加0.3mg/kg 的酵母硒组和0.5mg/kg 的纳米硒组，实验仔猪的平均日增重、料肉比和日采食量均显著（P＜0.05）高于空白对照组，但两组间差异不显著[4]。

3 硒在乳仔猪中的应用

3.1 硒对乳仔猪抗氧化能力的影响

实验证实硒是哺乳动物组织中硒蛋白酶（GSH－Px、TrxR 等）的重要组成成分。在动物机体缺硒时，无论补充何种形式的硒源都能增强动物机体的抗氧化功能。目前添加的硒源种类主要有以下三种：无机硒、有机硒、纳米硒。无机硒因价格便宜成为主要的添加硒源，但是无机硒添加效果不如有机硒和纳米硒且毒性较大、对环境造成污染。

李星等研究表明日粮中添加相同量的亚硒酸钠组和DL－硒代蛋氨酸组分别饲喂母猪。DL－硒代蛋氨酸组后代乳仔猪中血清及肝、肾、胰和肌肉TAOC（总抗氧化能力）和GSH－Px 活力均显著高于亚硒酸钠组(P＜0.05)；且血清、胰脏和肌肉组织超氧化物歧化酶（SOD）的活力DL－硒代蛋氨酸组也显著高于亚硒酸钠组（P＜0.05）[2]。

3.2 硒对乳仔猪免疫功能的影响

大量实验研究证实，畜禽机体的免疫功能与体内硒是否缺乏有重要关系。硒对免疫功能影响主要体现体液免疫和细胞免疫上，Gao 等研究证明在提高仔猪血清中IgG、IgA、IgM 三种免疫球蛋白的浓度上有机硒相对于无机硒有更好的效果，尤其在I－gA 上的效果最为明显[7]。

未断奶的仔猪体内的的硒来源主要是通过母乳来获取，母乳中硒的含量影响着乳仔猪机体的免疫功能。在哺乳母猪中添加相同量的不同硒源对后代乳仔猪的免疫功能影响也不一样，但各种硒源都能一定程度上提高乳仔猪的免疫机能。林金玉等通过实验证明：哺乳母猪饲粮添加亚硒酸钠、纳米硒和酵母硒组与对照组（未添加硒源）相比，哺乳仔猪血清 IgA 质量浓度分别提高了93.67%、160.75%、132.91%（P＜0.01）； 哺乳仔猪血清 IgM 质量浓度分别提高了 90.91%、140.91%、102.27%（P＜0.01）[8]。 说明在提高乳仔猪的免疫功能效果上纳米硒添加效果最优，有机硒次之，无机硒较差。

3.3 硒对乳仔猪生长性能的影响

硒是动物体内所必需的微量元素，动物机体缺硒会给动物带来一系列的危害，如引发疾病、生长缓慢等。给动物适时的阶段补充硒能有效的促进动物的生长发育，仔猪阶段机体内部新陈代谢旺盛，基础日粮中的硒不能满足它们生长发育所需，所以要在饲粮中添加适量的硒来促进其机体生长需要。有研究表明在断奶仔猪日粮中添加浓度在 0～0.2 mg/kg 的亚硒酸钠，仔猪生长性能与添加浓度呈正比，浓度在 0.2～0.5mg/kg 生产性能最高；浓度在 1.0 mg/kg时仔猪生长性能显著低于0.2～0.4mg/kg日粮水平[9]。

日粮中添加适量的微量元素硒能显著的提高断奶仔猪的生长性能在很多学者的研究中都报道过，但硒对乳仔猪生长性能的影响报道不是很多。林长光等研究发现在哺乳母猪日粮中添加硒水平为0.5mg/kg 的酵母硒组仔猪断奶窝重、窝增重、平均日增重均显著高于对照组和亚硒酸钠组（P＜0.05）；纳米硒组较亚硒酸钠组各水平都有所提高，但各水平间差异不显著（P＞0.05）[10]。不同硒源都能显著的提高乳仔猪的生长性能，且在提高乳仔猪的生长性能上有机硒与纳米硒的作用效果要优于无机硒。

4 小结

硒作为动物机体不可或缺的一种微量元素，在猪的生长发育、繁殖育种上扮演着重要的角色。纳米硒与有机硒等对动物毒性较小、对环境危害较低的硒源，在维护乳仔猪正常的生命活动发挥着重要的作用，尤其在提高乳仔猪的免疫功能效果上作用突出。随着国家对环境保护与食品安全的重视，纳米硒与有机硒等对动物毒性较小、对环境危害较低的硒源将会越来越受到广泛的关注。进一步了解其生物学功能与完善其产品功能是未来有关硒研究的一个重要方向。

[1]黄毅坚.我国低硒带典型景观植物硒的研究[J].地理学报,1990,45(4):451～456.

[2]李星,母种猪补充不同硒源对后代乳猪生长性能的影响及作用机理的探讨[J].浙江大学,2009(87).

[3]施力光,等.纳米硒对性成熟前波尔山羊睾丸发育的影响[J].中国草食动物,2009(01).

[4]耿忠诚,等.不同硒源对仔猪生产性能和抗氧化能力的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报,2010(06):31～35.

[5]COMBS G F,COMBS S B.The role of selenium innutrition[M].New York:Academic Press,1986:78～81.

[6]胡彩虹,等.纳米硒对断奶仔猪生长和免疫的影响[J].科技通报,2007(02):215～218、224.

[7]Gao X Y,Zhang J S,Zhang L D.Hollow sphereseleniumnanoparticle:their in vitro anti hydroxyl radical effect[J].Advanced Materials,2002,14:290～293.

[8]林金玉,等.不同硒源对泌乳期母猪生产性能、甲状腺激素水平和免疫功能的影响[J].华南农业大学学报,2015(01):1～8.

[9]程泽倍,殷裕斌,龚大春.饲料中添加碘对断奶仔猪生长发育的影响[J].江西畜牧兽医杂志,2006(4):9～10.

[10]林长光，等.不同硒源对母猪泌乳期生产性能、血浆和乳中硒含量的影响[J].中国畜牧杂志,2013(21):48～52.